齿轮零件淬火过程温度场的数值模拟

采用ANSYS Workbench软件的热分析模块,结合材料在温度变化过程中热物性参数的变化,对外形复杂的45钢齿轮零件淬火过程温度场进行了数值模拟,取得了本零件温度随淬火时间的分布关系,模拟结果与实际过程一致。该方法优于传统的人工测量和经验判断方法,其模拟过程为分析计算淬火过程的热应力和残余应力提供了一定的理论基础。     

钢件淬火过程温度场的数值模拟

利用ANSYS软件的热分析模块对某钢件淬火过程进行建模、分网、加栽及求解,得到了钢件淬火不同时刻的温度场、在某一时刻沿钢件内壁温度分布,以及钢件上所选特殊点的温度分布;同时还建立了淬火过程的数学模型。模拟过程对于淬火液的选取及淬火工艺的优化提供了参考依据,对淬火过程中的热应力、残余应力计算提供了温度边界条件。     

铝合金淬火过程的三维温度场模拟

建立了7050铝合金淬火过程的仿真模型,基于Deform-3D有限元软件对淬火过程的三维温度场进行了仿真模拟,得到铝合金试样各部位在不同时刻的温度变化和温度场分布规律。仿真过程计算速度快,计算结果可靠,可为进一步的淬火工艺优化提供指导。     

圆柱齿轮淬火过程温度场的计算机模拟

应用有限元分析软件ANSYS模拟了材料为20CrMnTi复杂结构圆柱内齿轮淬火冷却过程的温度场,得到了温度场随时间的分布关系;在模拟中考虑了热物性参数和表面换热系数的非线性和相变,模拟结果与实际过程相符合,为进一步精确计算淬火过程中的热应力和残余应力打下了基础.     

瞬态温度场灵敏度分析的精细积分法

结合有限元法,提出了线性和非线性瞬态温度场灵敏度分析的精细积分方法,在精细积分法求解线性和非线性温度场的基础上,采用敏度分析的半解析法,推导了瞬态温度场灵敏度的分析的精细积分列式,指出对于线性热导问题,精细积分法求解敏度方程同样具有稳定、高精度的数值特性,而且能够避免常规差分法的数值振荡现象,对于非线性热传导问题,提出了相应的求解办法,算例表明了算法的有效性。     

带式制动器瞬态温度场的有限元分析

依据传热学理论和带式制动器的结构特点,建立了制动带瞬态温度场数值模拟三维有限元计算模型,用有限元分析软件MSC.Marc进行了紧急制动工况下瞬态温度场的分析计算,获得了内部温度场分布规律;分析了摩擦片不同性能参数对温度场分布规律的影响,为带式制动器的优化设计提供参考。     

齿轮淬火热处理温度场与相变分析

分析了齿轮淬火热处理工艺,应用ANSYS软件对齿轮淬火热处理过程中的温度场与相变问题进行了研究。通过有限元建模、网格划分与变阶条件设置,对齿轮淬火热处理进行仿真,得到高频、中频和双频作用下的温度场,以及齿顶与齿根位置在淬火过程中的相变历程。通过研究确认,双频作用下,淬火过程中齿轮齿顶与齿根温度场分布较均匀,最高温度为862.4℃;齿顶上贝氏体含量为45%,铁素体含量为48%;齿根上贝氏体含量为5%,下贝氏体含量为75%,马氏体含量为20%。     

盘式制动器瞬态温度场与摩擦因数分析

根据盘式制动器的实际几何尺寸,考虑热源的移动与变速度的影响,建立紧急制动工况下三维瞬态非循环对称有限元模型,分析紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的分布。结合摩擦因数随温度变化特性,分析制动过程中摩擦因数变化情况。分析结果表明:制动开始时,制动盘温度迅速升高,达到最高温度265.58℃后,又缓慢下降。高温区集中在摩擦面表层,且在轴向和径向上温度梯度较大,而在周向上的温度梯度相对较小;紧急制动过程中,摩擦因数变化相对稳定,没有出现明显的热衰退。     

圆柱滚子轴承的瞬态温度场分析

为保证圆柱滚子轴承在工作过程中的使用性能,需对轴承在外加载荷作用下的温升进行分析。以某摆剪减速器圆柱滚子轴承为研究对象,运用热网络法计算其温升,通过现场实测验证了热网络模型的可行性。并运用热网络法计算了不同品牌的圆柱滚子轴承的温升情况,得到了滚动体数和其结构对温升有影响。结果表明:滚动体越多,并且滚动体为空心时轴承的温升越低,即FAG品牌的圆柱滚子轴承的温升低。轴承的温升分析为轴承的设计和使用提供参考依据。     

45钢零件淬火过程中温度场的ABAQUS模拟

利用ABAQUS软件对几何外形复杂的45钢零件淬火过程温度场进行模拟,得到了45钢零件温度场随淬火时间的分布关系.模拟过程准确、迅速,适用于淬火液的选取及淬火工艺的优化,并为精确计算淬火过程中的热应力、残余应力提供理论依据.     

磨削淬火技术的温度场分析和材料相变研究

磨削淬火技术是利用磨削热对工件表面进行热处理 ,使工件表层发生马氏体相变 ,达到与表面强化处理一样的性能。通过对温度场的分析和材料相变的研究 ,发现利用计算机仿真磨削淬火温度场 ,不仅可以节省大量分析时间和试验费用 ,而且可以利用磨削温度场仿真技术 ,通过选择不同的工艺参数来预测和控制相变层厚度     

自励式缓速器瞬态温度场数值分析

基于传热学理论和有限元的自励式缓速器瞬态温度场数值分析,建立了转子瞬态温度场数学模型,推导了内热源强度及深度计算公式,确定了相关的边界条件,详细阐述了瞬态温度场控制方程离散化、边界条件及源项处理,研究了在不同初始转速下转子瞬态温度场的径向分布及转子外表面温度随时间的变化规律.试验表明:温度上升过程中,基于上述模型的瞬态温度理论值与试验测试值能够较好的吻合,为自励式缓速器结构散热设计提供了重要依据,同时分析了试验测试值与理论仿真之间的误差原因.     

磨削淬火技术中温度场的理论研究

磨削淬火是利用磨削热对工件表面进行热处理,使工件表层发生马氏体相变,达到与表面强化处理一样的性能。本文采用倾斜移动热源模型对工件温度场进行了理论计算并与Jeager移动热源模型进行了比较;分析了各加工参数对工件表面最高温度的影响;利用实验研究验证了理论分析结果。研究结果表明,在磨削淬火技术中,采用倾斜移动热源模型,可提高磨削淬火技术温度场的预测精度。     

高温物体快速冷却时瞬态温度场的确定

物体在快速加热或快速冷却时,瞬态温度场的计算由于热传导常数难于确定而遇到困难.本文运用实验和分析相结合的办法,利用逼近法确定Δt 时间内的热流量 q,得到较好的瞬态温度场的计算结果.此方法对工程计算有实用价值.     

基于ANSYS的重轨淬火过程的温度场研究

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定基础,并对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

飞机刹车装置的三维瞬态温度场的分析

针对飞机刹车装置这种循环对称结构,合理考虑各种相关参数,使用MSC.Marc软件建立了刹车装置的三维瞬态温度场。计算结果表明:16s时,装置的温度集中分布在600℃￣900℃,最高温度1097℃出现在中间动盘接触面上的半径较大处的中间部分;刹车装置内最高温度随时间呈先上升后下降的趋势,12s时达到最大值1178℃;最大热应力出现在制动过程中;产生刹车作用的推杆存在一个最佳的作用位置;刹车装置宜采用大热容的材料,同时动盘的热导率应较小。     

牙轮钻头球面浮动套高频淬火过程温度场数值模拟

建立球面浮动套在淬火冷却过程中温度场有限元模型,分析温度场变化规律和分布状态,温度场模拟结果表明:在整个淬火过程中,球面浮动套截面沿径向温差先增大后减小,冷却到5s时,温差最大为162℃;冷却到50s时,外表面率先发生马氏体转变;当冷却到150s时,球面浮动套芯部温度为281℃,几乎完成马氏体转变。模拟温度值与实测温度值进行比较,一致性较好,证明所建模型有效。     

钢水罐瞬态温度场及应力场分析

对某钢厂300t钢水罐进行瞬态温度场分析,得到了罐壁上关键节点温度随时间变化曲线和罐壁厚度方向上温度分布图。根据冶金工业部发布的《炼钢安全规程》中规定:要定期检查钢水罐,耳轴磨损大于耳轴直径的10%时应按规定进行检修或报废。故针对钢水罐的关键受力部件耳轴未磨损与磨损其直径的10%两种情况分别分析,将温度场结果作为初始条件进行热应力分析,然后将两种情况下得到的应力场对比分析。结果表明:磨损后的耳轴局部应力场最大应力值达到96.6MPa,较未磨损时应力增幅达73%。耳轴磨损其直径的10%后继续使用会对生产安全产生影响,日常维护和使用中重点关注耳轴磨损,定期检查其磨损情况并及时修复,有助于延长钢水罐寿命。     

活塞压缩机工作过程瞬态温度场数值分析

建立了活塞压缩机工作过程的传热模型,并应用有限元理论对其瞬态温度场进行了数值模拟,对各瞬时活塞环的温度数据进行拟合,得出了活塞环瞬时最高温度与曲柄转角的关系线.